[实用新型]用于振动台试验土体内部水平位移测试的磁式套管位移计

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种振动台试验的土体内部的水平位移场测试的技术产品。 

背景技术

近年来的地震灾害表明，地铁等地下结构的破坏很大一部分是因地基产生过大变形引起的倾覆和开裂，或因差异沉降引起的裂缝而影响工程结构的正常使用，即土体的大变形引起的地下结构的破坏。从国内外抗震设计方法的发展可以看出，地下结构的抗震设计指导思想，已从传统的强度判别逐步发展到变形控制的设计原则(反应位移法)，土体变形分析越来越受到重视，但由于地震荷载以及土变形的复杂性，地震作用下土的变形理论目前很不成熟，抗震设计中的土层位移均基于假设，因此对土层在地震条件下的位移分布的测试显得尤其重要，其中振动台试验是测取土体变形的重要手段之一。 

但由于测量技术的相对滞后，在土的动力试验中，尤其是在地下结构的大型振动台试验中，土的位移场的测试一直是亟待解决的问题，尤其土体内部的水平位移，以及土体水平位移的动态变化过程。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种价格低，可靠性高，且在振动台试验中，测取土体内部水平位移的装置。克服上述的不足，解决振动条件下土体内部剪切变形的测量问题。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：设计一套在土或地下结构振动台试验中，用于测取土体水平位移场的磁式套管位移计。 

用于振动台试验土体内部水平位移测试的磁式套管位移计，包括：PVC套管2、磁性切割环3及连线式磁性探头4；PVC套管2两端开口，磁性切割环3为圆环性磁环，套于PVC套管2外侧，磁性探头4为圆柱形，一端安装拉线5，另一端连接测量软尺1，自由安放于PVC套管内部一端。 

所述PVC套管2上布置数个磁性切割环3。 

所述磁式套管位移计沿振动台模型箱的某正剖面的不同高度分层布设。 

当此磁式套管位移计用于测量时，PVC套管2穿过振动台试验模型箱6，埋设在振动试验土层中，磁性切割环3同时埋入土层中，其可与土体在振动过程中共同发生水平运动，同时在PVC管内部产生磁场；由拉线从PVC套管另一端慢慢拉移探头，当探头切割磁环产生的磁场时，探头感应发声，记录测量软尺的刻度，从而得到各个磁环的水平位移，即得到土的水平位移。 

将磁式套管位移计沿振动台模型箱的某正剖面的不同高度布设，每个PVC管上布置数个磁性切割环，考虑经济的合理性，连线式磁性探头仅做一个，在振动试验前逐个测取磁环的 位置，在振动完成后，重复测取各个磁环的位置。计算磁环两次位置差值，得到各个磁环所对应的土体水平位移，从而得到模型剖面的整个土体水平位移场。 

在磁式套管位移计安装完成后，在振动台试验进行过程中，将测试频率到研究可接受范围，分时段测取各剖面各位置磁环在不同时刻的位置变化，经过简单的数据处理，即可得出土体水平位移的动态变化过程。 

本实用新型具有以下有益效果及优点：测试装置经济性好、操作简单。在土或地下结构的振动台试验中，可以同时测取土体内部各部位的水平位移值，同时可以通过间断输入地震动的方式，测取土的内部水平位移的动态变化过程，从而测取在整个地震动过程中，不同土层在任意时刻的水平动位移场的分布情况。测试精度达到0.1mm，满足振动台试验和抗震设计研究的需要。 

附图说明

图1至图5为用于地下结构振动台试验土体内部水平位移场测试的磁式套管位移计及使用方法示意图，此磁式套管位移计可用于土体内部任意位置的水平位移测量，其中： 

图1为磁式套管位移计样图； 

图2为拉线式探头结构示意图； 

图3为磁式套管位移计结构示意图； 

图4为磁式套管位移计正剖面图； 

图5为水平位移场测试系统布置结构示意图。 

图中，1、测量软尺，2、PVC套管，3、磁性切割环，4、磁性探头，5、拉线，6、模型箱，7、振动台。 

具体实施方式

下面结合附图通过实施例进一步说明本发明。 

实施1：磁式套管位移计，选用外径53mm、内径48mm的PVC管2，保持两端通透，根据振动台试验中模型箱的尺寸，选择PVC管长度，并要求长度大于模型箱的最大横截面尺寸；磁性切割环3为圆环形，内经54mm，外径74mm，壁厚5mm，套在PVC管外侧，间距为500mm；磁性探头4为圆柱形+圆锥形结构，磁头顶部连接直径为1.2mm的拉线5，尾部连接测量软尺1，测量精度为0.1mm，测量软尺连接感应发声器，总体布置效果图如图1所示。